ITTO20130026A1 - BEARING UNIT - LIGHT WEIGHT HUB AND PROCEDURES FOR ITS ASSEMBLY - Google Patents

BEARING UNIT - LIGHT WEIGHT HUB AND PROCEDURES FOR ITS ASSEMBLY

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ITTO20130026A1
ITTO20130026A1 IT000026A ITTO20130026A ITTO20130026A1 IT TO20130026 A1 ITTO20130026 A1 IT TO20130026A1 IT 000026 A IT000026 A IT 000026A IT TO20130026 A ITTO20130026 A IT TO20130026A IT TO20130026 A1 ITTO20130026 A1 IT TO20130026A1
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IT
Italy
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axially
ring
hub
cylindrical
inner ring
Prior art date
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IT000026A
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Italian (it)
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Wijbe Buising
Alessandro Garrone
Cornelius Petrus Antonius Vissers
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Skf Ab
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Description

Descrizione a corredo di una domanda di brevetto per invenzione industriale dal titolo: GRUPPO CUSCINETTO-MOZZO DI PESO LEGGERO E PROCEDIMENTI PER IL SUO ASSEMBLAGGIO Description accompanying a patent application for industrial invention entitled: LIGHTWEIGHT BEARING-HUB GROUP AND PROCEDURES FOR ITS ASSEMBLY

DESCRIZIONE DESCRIPTION

Settore Tecnico dell’Invenzione Technical Sector of Invention

La presente invenzione si riferisce ad un gruppo cuscinetto-mozzo di peso leggero per una ruota di un veicolo a motore. L’invenzione si riferisce, inoltre, a procedimento per l’assemblaggio di tale gruppo. The present invention relates to a light weight bearing-hub assembly for a wheel of a motor vehicle. The invention also refers to a process for the assembly of this group.

Tecnica Nota Technique Note

Nell’industria automobilistica vi à ̈ una domanda sempre crescente in termini di riduzione di peso della componentistica degli autoveicoli al fine di ridurre i consumi di carburante e le emissioni di scarico. Al fine di ridurre il peso complessivo della ruota e, in particolare della massa rotante, in anni recenti sono stati proposti gruppi cuscinetto-mozzo aventi un anello flangiato girevole composto da due materiali diversi, congiunti insieme in un pezzo singolo. In tali anelli, un nucleo tubolare fatto di un primo materiale a tenacità elevata, quale l’acciaio per cuscinetti, forma le piste di rotolamento; un secondo materiale leggero, quale un metallo leggero, forma la parte restante dell’anello, inclusa una flangia esterna per il montaggio della ruota. In the automotive industry there is an ever increasing demand in terms of weight reduction of vehicle components in order to reduce fuel consumption and exhaust emissions. In order to reduce the overall weight of the wheel and, in particular of the rotating mass, in recent years bearing-hub assemblies have been proposed having a rotating flanged ring composed of two different materials, joined together in a single piece. In these rings, a tubular core made of a first high-toughness material, such as bearing steel, forms the raceways; a second light material, such as a light metal, forms the remainder of the ring, including an external flange for mounting the wheel.

In alcuni casi, l’accoppiamento tra il nucleo d’acciaio e la flangia più leggera à ̈ realizzato per accoppiamento di forma con interferenza. Tali accoppiamenti non sempre si rivelano durevoli nel tempo, soprattutto dopo un uso prolungato. Infatti, i diversi coefficienti di dilatazione termica dell’acciaio e dell’alluminio tendono a causare il distacco dei due materiali. In altri casi l’accoppiamento à ̈ ottenuto sovrastampando o colando il materiale leggero, ad esempio una lega dell’alluminio, sul nucleo tubolare d’acciaio. Per evitare o limitare movimenti relativi tra i due materiali, negli anelli di questo tipo i due materiali sono congiunti con superfici di interfaccia di forma complessa, al fine di realizzare dei sottosquadri che si comportano come incastri tra i due materiali. Si veda, ad esempio, la pubblicazione brevettuale WO 2008/147284 A1. I costi di produzione degli anelli realizzati con tale tecnologia sono piuttosto elevati. In some cases, the fit between the steel core and the lighter flange is made by interference fit fit. These couplings do not always prove to be durable over time, especially after prolonged use. In fact, the different coefficients of thermal expansion of steel and aluminum tend to cause the detachment of the two materials. In other cases, the coupling is obtained by overmoulding or casting the light material, for example an aluminum alloy, on the tubular steel core. To avoid or limit relative movements between the two materials, in rings of this type the two materials are joined with interface surfaces of complex shape, in order to create undercuts that behave like joints between the two materials. See, for example, the patent publication WO 2008/147284 A1. The production costs of rings made with this technology are quite high.

Sintesi dell’Invenzione Summary of the Invention

La presente invenzione si prefigge quindi lo scopo di realizzare un gruppo cuscinetto mozzo di peso ridotto, affrontando in via principale il problema di realizzare una connessione meccanica affidabile tra due materiali diversi componenti il mozzo, ottimizzando i costi di produzione. The present invention therefore has the aim of realizing a hub bearing assembly of reduced weight, mainly addressing the problem of realizing a reliable mechanical connection between two different materials making up the hub, optimizing production costs.

Per il conseguimento degli scopi sopra enunciati, l’invenzione propone di realizzare un gruppo cuscinetto-mozzo avente le caratteristiche definite nella rivendicazione 1. Secondo un altro aspetto, l’invenzione propone un procedimento di assemblaggio come definito nella rivendicazione 8. Forme di attuazione preferenziali dell’invenzione sono definite nelle rivendicazioni dipendenti. In order to achieve the purposes set out above, the invention proposes to realize a bearing-hub unit having the characteristics defined in claim 1. According to another aspect, the invention proposes an assembly process as defined in claim 8. Forms of preferential embodiments of the invention are defined in the dependent claims.

Breve Descrizione dei Disegni Brief Description of the Drawings

Alcune forme di attuazione preferenziali ma non limitative dell’invenzione sono descritte qui di seguito; si fa riferimento ai disegni allegati, in cui: Some preferential but not limiting embodiments of the invention are described below; reference is made to the attached drawings, in which:

- la figura 1 Ã ̈ una vista schematica in sezione assiale di un gruppo cuscinetto-mozzo secondo una forma di realizzazione esemplificativa della presente invenzione; Figure 1 is a schematic view in axial section of a bearing-hub assembly according to an exemplary embodiment of the present invention;

- la figura 2 Ã ̈ una vista prospettica sezionata di un mozzo flangiato, facente parte del gruppo della figura 1, con due anelli di cuscinetto fissati al mozzo; - figure 2 is a sectional perspective view of a flanged hub, forming part of the assembly of figure 1, with two bearing rings fixed to the hub;

- la figura 3 Ã ̈ una vista in sezione assiale del mozzo flangiato; - figure 3 is an axial sectional view of the flanged hub;

- le figure 4, 6, 7 e 8 sono viste in sezione che illustrano fasi di assemblaggio del gruppo cuscinetto-mozzo; - figures 4, 6, 7 and 8 are sectional views which illustrate assembly steps of the bearing-hub unit;

- la figura 5 à ̈ una vista ingrandita di un dettaglio indicato con “V†nelle figure 4 e 7. - figure 5 is an enlarged view of a detail indicated with â € œVâ € in figures 4 and 7.

Descrizione Dettagliata Detailed Description

Un esempio di un gruppo cuscinetto-mozzo realizzato secondo l'invenzione à ̈ illustrato in sezione assiale nella Figura 1. An example of a bearing-hub assembly made according to the invention is shown in axial section in Figure 1.

Il gruppo comprende un mozzo 30 di un materiale metallico leggero, preferibilmente in lega d’alluminio, ed un'unità cuscinetto 20 avente una doppia corona di elementi volventi. The assembly comprises a hub 30 of a light metallic material, preferably of aluminum alloy, and a bearing unit 20 having a double ring of rolling elements.

L’unità cuscinetto comprende un anello esterno 21 con due piste di rotolamento esterne per accogliere una prima corona 22 e una seconda corona 23 di elementi di rotolamento, in questo esempio sfere. L'unità cuscinetto comprende inoltre un anello tubolare interno 24 che presenta una prima pista di rotolamento 25, assialmente esterna, per la prima corona 22 di elementi di rotolamento. Una seconda pista di rotolamento interna 26, per la corona di elementi di rotolamento assialmente interna 23, à ̈ formata su un anello interno 27 realizzato separatamente dall’anello tubolare 24. L'anello interno 27 à ̈ realizzato separatamente per consentire alla seconda corona 23 di elementi di rotolamento di essere inserita nell'unità cuscinetto dopo che l'anello esterno 21 à ̈ stato montato sulla prima corona 22. L'anello interno 27 à ̈ montato su un prolungamento assiale 28 dell'anello tubolare interno 24. Un’estremità assialmente interna del prolungamento assiale 28 viene deformata a freddo per rollatura orbitale, in una direzione radialmente esterna; si ottiene così un bordo rollato 29, deformato plasticamente, che blocca assialmente l’anello interno 27. The bearing unit comprises an outer ring 21 with two outer raceways to accommodate a first ring 22 and a second ring 23 of rolling elements, in this example balls. The bearing unit further comprises an inner tubular ring 24 which has a first axially outer race 25 for the first ring 22 of rolling elements. A second internal raceway 26, for the axially internal ring of rolling elements 23, is formed on an internal ring 27 made separately from the tubular ring 24. The internal ring 27 is made separately to allow the second ring 23 of rolling elements to be inserted into the bearing unit after the outer ring 21 has been mounted on the first ring 22. The inner ring 27 is mounted on an axial extension 28 of the inner tubular ring 24. Aâ € The axially internal end of the axial extension 28 is cold deformed by orbital rolling, in a radially external direction; in this way a rolled edge 29 is obtained, plastically deformed, which axially blocks the inner ring 27.

Il gruppo cuscinetto-mozzo definisce un asse centrale di rotazione x ed à ̈ destinato a montare girevolmente una ruota (non illustrata) di un veicolo a motore attorno all’asse x. In tutta la presente descrizione e nelle rivendicazioni, termini ed espressioni che stanno ad indicare posizioni e direzioni quali ad esempio "radiale", "assiale", “trasversale†, sono da intendersi riferiti all'asse di rotazione x. Espressioni quali "assialmente interno" (o “inboard†) e "assialmente esterno" (o “outboard†) si riferiscono invece alla condizione montata sul veicolo. The bearing-hub assembly defines a central axis of rotation x and is intended to rotatably mount a wheel (not shown) of a motor vehicle around the x axis. Throughout the present description and in the claims, terms and expressions which indicate positions and directions such as for example "radial", "axial", "transverse", are to be understood as referring to the axis of rotation x. Expressions such as "axially internal" (or "inboard") and "axially external" (or "outboard") refer to the condition mounted on the vehicle.

Il mozzo 30 (illustrato isolatamente nella figura 3) forma, in un pezzo singolo di materiale metallico leggero, una porzione cilindrica 31 che si estende in una direzione assiale, ed una flangia 32 che si estende in una direzione radialmente esterna da un’estremità assialmente esterna 33 della porzione cilindrica 31. The hub 30 (shown in isolation in Figure 3) forms, in a single piece of light metal material, a cylindrical portion 31 extending in an axial direction, and a flange 32 extending in a radially external direction from one end axially external 33 of the cylindrical portion 31.

Il mozzo 30 può essere formato ad esempio per fusione o per forgiatura. Esempi di leghe d’alluminio adatte a costituire il mozzo includono, senza essere limitati a queste, le seguenti: 6061 T6, 6082 T6 o T5, A 356 T6, 43500 T6. Una volta ottenuta la forma desiderata, il mozzo può essere assoggettato ad un ciclo termico, preferibilmente un ciclo termico T6, che permette di migliorare le proprietà meccaniche del materiale in lega d’alluminio. In alternativa, il mozzo può essere sottoposto ad un trattamento termico di indurimento per precipitazione. The hub 30 can be formed for example by casting or by forging. Examples of aluminum alloys suitable for making the hub include, but are not limited to, the following: 6061 T6, 6082 T6 or T5, A 356 T6, 43500 T6. Once the desired shape has been obtained, the hub can be subjected to a thermal cycle, preferably a T6 thermal cycle, which improves the mechanical properties of the aluminum alloy material. Alternatively, the hub can be subjected to a precipitation hardening heat treatment.

La flangia 32 serve per montare una ruota del veicolo. Nella flangia possono essere ottenuti quattro/cinque fori assiali 34 in posizioni angolarmente equidistanziate attorno all’asse x. I fori 34 sono atti ad accogliere una corrispondente pluralità di elementi di fissaggio (non illustrati), ad esempio viti, per il fissaggio della ruota. La flangia 32 presenta una superficie radiale assialmente interna 35, destinata in uso ad essere rivolta verso il veicolo, ed una faccia radiale assialmente esterna 36, costituente una superficie d’appoggio piana per un rotore freno (non illustrato) e/o per la ruota. Il mozzo 30 può inoltre formare un’appendice assiale tubolare 37 che sporge dal lato assialmente esterno, atta a facilitare il centraggio della ruota. Con 38 sono indicate cavità di alleggerimento, opzionali, formate nella flangia 32. Flange 32 serves to mount a vehicle wheel. Four / five axial holes 34 can be obtained in the flange in angularly equidistant positions around the x axis. The holes 34 are adapted to receive a corresponding plurality of fastening elements (not shown), for example screws, for fastening the wheel. The flange 32 has an axially internal radial surface 35, intended in use to face the vehicle, and an axially external radial face 36, constituting a flat bearing surface for a brake rotor (not shown) and / or for the wheel. The hub 30 can also form a tubular axial appendage 37 which protrudes from the axially external side, adapted to facilitate the centering of the wheel. 38 indicates optional lightening cavities formed in flange 32.

La porzione cilindrica 31 presenta una superficie cilindrica radialmente esterna 39 che viene introdotta nell’anello tubolare interno 24, come descritto più avanti. The cylindrical portion 31 has a radially outer cylindrical surface 39 which is introduced into the inner tubular ring 24, as described further on.

Nella forma di realizzazione qui illustrata, la porzione cilindrica 31 à ̈ di forma tubolare, e presenta, in questo esempio, una cavità cilindrica interna 40 estesa assialmente. Nella particolare forma di realizzazione illustrata, la cavità interna 40 à ̈ passante. In altre forme di attuazione, in funzione del tipo di ruota da montare (ad es. motrice o condotta), la cavità 40 può essere chiusa. In forme di attuazione ancora diverse, la porzione cilindrica 31 può essere internamente piena, cioà ̈ priva della cavità 40. In the embodiment illustrated here, the cylindrical portion 31 is tubular in shape, and has, in this example, an internal cylindrical cavity 40 extending axially. In the particular embodiment illustrated, the internal cavity 40 is through. In other embodiments, depending on the type of wheel to be mounted (for example driving or driven), the cavity 40 can be closed. In still different embodiments, the cylindrical portion 31 can be internally full, that is, without the cavity 40.

Secondo una prima forma di attuazione del procedimento, un mozzo 30 viene orientato disponendo la porzione cilindrica 31 verticalmente, con l’estremità assialmente interna rivolta verso l’alto (figura 4). Sulla porzione cilindrica 31 si infila l’anello tubolare interno 24 che forma la pista di rotolamento 25 per la corona di elementi volventi 22. Preferibilmente l’anello tubolare interno 24 à ̈ fatto di acciaio per cuscinetti. L’anello tubolare 24 presenta una cavità cilindrica assiale 42 radialmente interna, una superficie radiale 43 ad una estremità assialmente esterna, e il prolungamento assiale 28 avente un’estremità tubolare assialmente interna 29a, inizialmente dritta. Il prolungamento assiale 28 ha una superficie cilindrica esterna 44 raccordata ad uno spallamento radiale 45 il quale à ̈ rivolto in direzione assialmente interna. According to a first embodiment of the method, a hub 30 is oriented by arranging the cylindrical portion 31 vertically, with the axially internal end facing upwards (Figure 4). On the cylindrical portion 31 is inserted the inner tubular ring 24 which forms the raceway 25 for the ring of rolling elements 22. Preferably the inner tubular ring 24 is made of bearing steel. The tubular ring 24 has a cylindrical axial cavity 42 radially internal, a radial surface 43 at an axially external end, and the axial extension 28 having an axially internal tubular end 29a, initially straight. The axial extension 28 has an external cylindrical surface 44 connected to a radial shoulder 45 which faces in an axially internal direction.

L’anello tubolare 24 viene spinto lungo la porzione cilindrica 31 del mozzo fino a portare la superficie radiale 43 assialmente esterna in battuta contro il lato assialmente interno 35 della flangia 32. The tubular ring 24 is pushed along the cylindrical portion 31 of the hub until the axially external radial surface 43 abuts against the axially internal side 35 of the flange 32.

Come rappresentato schematicamente nella vista ingrandita della figura 5, un interstizio cilindrico 46 à ̈ individuato tra la superficie cilindrica esterna 39 del mozzo e la cavità cilindrica assiale 42 dell’anello tubolare 24. Lo spessore radiale dell’interstizio 46 può variare in funzione di diversi fattori. Per la forma di attuazione qui descritta, che prevede l’introduzione di un materiale adesivo nell’interstizio 46, sono stati ottenuti risultati sperimentali incoraggianti interstizi cilindrici aventi uno spessore radiale dell’ordine di circa 200 micron. Questo intervallo à ̈ puramente indicativo; il procedimento può essere implementato anche con spessori radiali maggiori. As schematically represented in the enlarged view of figure 5, a cylindrical gap 46 is identified between the external cylindrical surface 39 of the hub and the axial cylindrical cavity 42 of the tubular ring 24. The radial thickness of the gap 46 can vary according to of several factors. For the embodiment described here, which provides for the introduction of an adhesive material into the interstice 46, experimental results have been obtained encouraging cylindrical interstices having a radial thickness of the order of about 200 microns. This interval is purely indicative; the procedure can also be implemented with greater radial thicknesses.

Preferibilmente l’interstizio cilindrico 46 à ̈ chiuso o sigillato all’estremità assialmente esterna (figura 5), per effetto del contatto tra la cavità cilindrica 42 dell’anello tubolare 24 e la superficie cilindrica esterna 39 del mozzo. Nell’esempio illustrato, la cavità cilindrica 42 à ̈ realizzata con una porzione assialmente esterna 42a di diametro tale da richiedere un accoppiamento ad interferenza radiale con la superficie cilindrica esterna 39 del mozzo, ed una porzione assialmente più interna 42b di diametro leggermente maggiore del diametro della porzione 42a. Più in particolare, la porzione 42a, assialmente più vicina alla flangia 32, à ̈ accoppiata con interferenza radiale con un primo tratto 39a, assialmente più esterno, della superficie cilindrica esterna 39 del mozzo; una porzione 42b della cavità 42, assialmente più lontana dalla flangia 32, ha un diametro interno maggiore del diametro esterno di un secondo tratto 39b, assialmente più interno, della superficie cilindrica esterna 39. Questo secondo tratto 39b à ̈ radialmente affacciato e distanziato dalla porzione 42b di diametro maggiore e individua con questa porzione 42b, più larga, l’interstizio cilindrico 46. Preferably the cylindrical interstice 46 is closed or sealed at the axially external end (figure 5), due to the effect of the contact between the cylindrical cavity 42 of the tubular ring 24 and the external cylindrical surface 39 of the hub. In the example illustrated, the cylindrical cavity 42 is made with an axially external portion 42a of a diameter such as to require a radial interference fit with the external cylindrical surface 39 of the hub, and an axially innermost portion 42b with a slightly larger diameter than portion diameter 42a. More particularly, the portion 42a, axially closest to the flange 32, is coupled with radial interference with a first section 39a, axially outermost, of the external cylindrical surface 39 of the hub; a portion 42b of the cavity 42, axially further away from the flange 32, has an internal diameter greater than the external diameter of a second section 39b, axially more internal, of the external cylindrical surface 39. This second section 39b is radially facing and spaced from the portion 42b of greater diameter and identifies with this portion 42b, wider, the cylindrical interstice 46.

In una forma di realizzazione diversa, l’interstizio cilindrico 46 à ̈ creato riducendo il diametro esterno di un tratto assialmente interno della superficie cilindrica esterna 39 della porzione tubolare 31; in una forma di realizzazione ancora diversa, l’interstizio cilindrico 46 à ̈ creato in parte riducendo il diametro esterno di un tratto assialmente interno della superficie cilindrica esterna 39 della porzione tubolare 31, e in parte creando una porzione 42b allargata nella cavità 42 e radialmente affacciata al suddetto tratto di diametro esterno ridotto della superficie cilindrica esterna 39. In a different embodiment, the cylindrical gap 46 is created by reducing the external diameter of an axially internal portion of the external cylindrical surface 39 of the tubular portion 31; in a still different embodiment, the cylindrical gap 46 is created in part by reducing the external diameter of an axially internal portion of the external cylindrical surface 39 of the tubular portion 31, and in part by creating an enlarged portion 42b in the cavity 42 and radially facing the aforementioned portion of reduced outer diameter of the outer cylindrical surface 39.

L’interstizio 46 à ̈ aperto alla sua estremità assialmente interna, rivolta verso l’alto nell’esempio delle figure 4-7. Quindi si introduce nell’interstizio 46, attorno alla porzione cilindrica 31 del mozzo, un materiale legante. In una forma di attuazione del procedimento, il materiale legante à ̈ un adesivo strutturale, introdotto nell’interstizio 46 tra la superficie cilindrica esterna 39 della porzione tubolare 31 del mozzo e la cavità cilindrica 42 dell’anello tubolare 24. The interstitium 46 is open at its axially internal end, facing upwards in the example of figures 4-7. A binding material is then introduced into the interstice 46, around the cylindrical portion 31 of the hub. In one embodiment of the method, the binder material is a structural adhesive, introduced into the interstice 46 between the outer cylindrical surface 39 of the tubular portion 31 of the hub and the cylindrical cavity 42 of the tubular ring 24.

E’ preferibile che la superficie d’acciaio della cavità cilindrica 42 non sia rettificata, in quanto un certo grado di scabrosità aumenta l’aderenza tra l’acciaio e il materiale di apporto adesivo. It is preferable that the steel surface of the cylindrical cavity 42 is not ground, as a certain degree of roughness increases the adhesion between the steel and the adhesive filler material.

Quali adesivi strutturali idonei al procedimento, sono particolarmente indicate le resine polimerizzabili. È preferibile utilizzare un adesivo adatto a resistere a temperature di esercizio fino a 200°C, ad esempio un adesivo, a base di resine acriliche modificate, poliuretaniche ed epossidiche, in grado di sopportare grandi sforzi meccanici, preferibilmente sforzi di taglio compresi tra 15 e 30 MPa. Polymerizable resins are particularly suitable as structural adhesives suitable for the process. It is preferable to use an adhesive suitable to withstand operating temperatures up to 200 ° C, for example an adhesive, based on modified acrylic, polyurethane and epoxy resins, able to withstand great mechanical stresses, preferably shear stresses between 15 and 30 MPa.

Adesivi strutturali adatti al procedimento per la giunzione dell’acciaio e della lega d’alluminio, sono, ad esempio: Structural adhesives suitable for the procedure for joining steel and aluminum alloy, are, for example:

- 400 NA Epoxy - 400 NA Epoxy

- 3M DP920 - 3M DP920

- BETAMATE - BETAMATE

- Loctite di Henkel - Loctite from Henkel

I tempi e le modalità di applicazione dell’adesivo, così come i livelli e gradienti di pressione e temperatura richiesti per l’indurimento o polimerizzazione dell’adesivo dipendono dal tipo di adesivo scelto. Questi accorgimenti sono noti nella tecnica e non richiedono di essere qui descritti in dettaglio. The times and methods of application of the adhesive, as well as the levels and gradients of pressure and temperature required for the hardening or polymerization of the adhesive depend on the type of adhesive chosen. These expedients are known in the art and do not need to be described in detail here.

Secondo una possibile forma di attuazione del procedimento, che utilizza come materiale legante un adesivo strutturale a base di resina polimerica, in una fase preliminare l’adesivo può essere riscaldato in modo tale da permettere ad esso di riempire almeno parzialmente l’interstizio 46. Quindi si possono applicare temperatura e pressione facendo polimerizzare l’adesivo in modo tale che il materiale adesivo polimerizzato sia unito solidalmente alla superficie cilindrica esterna 39 del mozzo e alla cavità cilindrica assiale 42 del primo anello interno tubolare 24. According to a possible embodiment of the process, which uses a structural adhesive based on polymeric resin as binder material, in a preliminary phase the adhesive can be heated in such a way as to allow it to fill at least partially the interstice 46 Then, temperature and pressure can be applied by polymerizing the adhesive so that the cured adhesive material is integrally joined to the outer cylindrical surface 39 of the hub and to the cylindrical axial cavity 42 of the first tubular inner ring 24.

L’adesivo che riempie l’interstizio cilindrico, una volta indurito o polimerizzato, cementa insieme il mozzo 30 e l’anello tubolare 24. The adhesive that fills the cylindrical gap, once hardened or polymerized, cements the hub 30 and the tubular ring 24 together.

Prove sperimentali effettuate dalla Richiedente hanno evidenziato ottimi risultati in termini di resistenza meccanica, ed assenza totale di problemi di stabilità termica durante la vita del gruppo cuscinetto-mozzo. Experimental tests carried out by the Applicant have shown excellent results in terms of mechanical resistance, and the total absence of problems of thermal stability during the life of the bearing-hub group.

Il secondo anello di cuscinetto interno 27, che presenta la pista di rotolamento 26 radialmente interna per la corona di elementi volventi assialmente interna 23, viene quindi infilato sul prolungamento assiale 28 dell’anello tubolare 24, precisamente sulla superficie cilindrica esterna 44. L’anello interno 27, che può essere un anello di cuscinetto interno di tipo tradizionale, viene portato ad attestarsi assialmente contro lo spallamento 45 dell’anello tubolare 24. Allo scopo di migliorare ulteriormente il bloccaggio circonferenziale reciproco tra gli anelli 24 e 27, l’anello interno 27 può essere montato con interferenza radiale sulla superficie cilindrica 44 dell’anello tubolare 24. In tale condizione (figura 6), l’estremità 29a dell’anello tubolare 24 sporge assialmente, almeno in parte, oltre una superficie radiale o faccia terminale 27a dell’anello interno 27 rivolta in una direzione assialmente interna. The second inner bearing ring 27, which has the radially inner raceway 26 for the axially inner ring of rolling elements 23, is then inserted on the axial extension 28 of the tubular ring 24, precisely on the outer cylindrical surface 44. Inner ring 27, which can be a traditional internal bearing ring, is brought to abut axially against the shoulder 45 of the tubular ring 24. In order to further improve the reciprocal circumferential locking between the rings 24 and 27, the Inner ring 27 can be mounted with radial interference on the cylindrical surface 44 of the tubular ring 24. In this condition (figure 6), the end 29a of the tubular ring 24 projects axially, at least in part, beyond a radial surface or end face 27a of the inner ring 27 facing in an axially inner direction.

L’estremità tubolare 29a (figura 7) viene quindi deformata a freddo per rollatura orbitale, in una direzione radialmente esterna. Si ottiene così il bordo rollato 29, deformato plasticamente, che blocca assialmente l’anello interno 27 contro lo spallamento 45 dell’anello tubolare 24 e precarica assialmente l’intera unità cuscinetto 20. The tubular end 29a (figure 7) is then cold deformed by orbital rolling, in a radially external direction. The rolled edge 29 is thus obtained, plastically deformed, which axially blocks the inner ring 27 against the shoulder 45 of the tubular ring 24 and axially preloads the entire bearing unit 20.

Le persone esperte nel settore riconosceranno che la fase di rollatura orbitale viene effettuata dopo una serie di fasi di assemblaggio dell’unità cuscinetto nella quale il mozzo 30 viene integrato; tali passaggi, che precedono la fase di rollatura orbitale, prevedono di sistemare preliminarmente la corona di elementi di rotolamento 22 dal lato assialmente esterno o lato outboard attorno all’anello tubolare 24, quindi di applicare l’anello di cuscinetto radialmente esterno 21, poi inserire la corona di elementi di rotolamento 23 dal lato assialmente interno o lato inboard, dopodiché si può applicare l’anello interno 27 e infine effettuare la rollatura orbitale. Those skilled in the art will recognize that the orbital rolling step is carried out after a series of assembly steps of the bearing unit into which the hub 30 is integrated; these passages, which precede the orbital rolling phase, provide for the preliminary arrangement of the crown of rolling elements 22 from the axially external or outboard side around the tubular ring 24, then to apply the radially external bearing ring 21, then insert the crown of rolling elements 23 from the axially internal side or the inboard side, after which the internal ring 27 can be applied and finally the orbital rolling can be carried out.

Si intende che l'invenzione non à ̈ limitata alle forme di realizzazione qui descritte ed illustrate, che sono da considerarsi come esempi del gruppo e dei procedimenti per assemblarlo; agli esperti del settore risulterà che potranno essere apportati diversi cambiamenti per ciò che riguarda forme, dimensioni, dettagli costruttivi e funzionali e la configurazione degli elementi descritti nella forma di realizzazione esemplificativa, senza esulare dall'ambito dell'invenzione così come definito nelle rivendicazioni annesse e nei loro equivalenti. It is understood that the invention is not limited to the embodiments described and illustrated herein, which are to be considered as examples of the unit and of the methods for assembling it; it will be apparent to those skilled in the art that various changes may be made as regards shapes, dimensions, constructional and functional details and the configuration of the elements described in the exemplary embodiment, without departing from the scope of the invention as defined in the appended claims and their equivalents.

Claims (12)

RIVENDICAZIONI 1. Gruppo cuscinetto-mozzo, comprendente: un mozzo (30) che forma, in un pezzo singolo di un primo materiale metallico: una porzione cilindrica (31) che si estende in una direzione assiale e presenta una superficie cilindrica esterna (39), ed una flangia (32) che si estende in una direzione radialmente esterna da un’estremità assialmente esterna (33) della porzione cilindrica (31); un’unità cuscinetto (20), comprendente: un anello esterno (21) con due piste di rotolamento esterne per accogliere una prima corona assialmente esterna (22) e una seconda corona assialmente interna (23) di elementi di rotolamento, un primo anello interno tubolare (24) di un secondo materiale metallico, che presenta una prima pista di rotolamento (25) per la prima corona (22) di elementi di rotolamento e una cavità cilindrica interna (42) estesa assialmente, e un secondo anello interno (27) che presenta una seconda pista di rotolamento (26) per la seconda corona (23) di elementi di rotolamento, il secondo anello interno (27) essendo fissato sul primo anello interno tubolare (24); un interstizio cilindrico (46) formato tra la superficie cilindrica esterna (39) del mozzo e la cavità cilindrica assiale (42) del primo anello interno tubolare (24); e un materiale adesivo strutturale contenuto nell’interstizio (46) e unito solidalmente alla superficie cilindrica esterna (39) del mozzo e alla cavità cilindrica assiale (42) del primo anello interno tubolare (24). CLAIMS 1. Bearing-hub assembly, comprising: a hub (30) which forms, in a single piece of a first metallic material: a cylindrical portion (31) which extends in an axial direction and has an outer cylindrical surface (39), and a flange (32) extending in a radially outer direction from an axially outer end (33) of the cylindrical portion (31); a bearing unit (20), comprising: an outer ring (21) with two outer raceways to accommodate a first axially outer ring (22) and a second axially inner ring (23) of rolling elements, a first tubular inner ring (24) of a second metal material, which has a first raceway (25) for the first ring (22) of rolling elements and an internal cylindrical cavity (42) extending axially, and a second inner ring (27) which has a second running track (26) for the second ring (23) of rolling elements, the second inner ring (27) being fixed on the first tubular inner ring (24); a cylindrical gap (46) formed between the outer cylindrical surface (39) of the hub and the axial cylindrical cavity (42) of the first tubular inner ring (24); And a structural adhesive material contained in the interstice (46) and integrally joined to the outer cylindrical surface (39) of the hub and to the axial cylindrical cavity (42) of the first tubular inner ring (24). 2. Gruppo cuscinetto-mozzo secondo la rivendicazione 1, in cui il primo anello interno tubolare (24) presenta inoltre: una superficie radiale (43) ad una estremità assialmente esterna, attestata assialmente contro la flangia (32) del mozzo; un prolungamento assiale (28), esteso in una direzione assialmente interna, avente una superficie cilindrica esterna (44); uno spallamento radiale (45) rivolto in direzione assialmente interna e raccordato alla superficie cilindrica esterna (44); un bordo di estremità tubolare (29) deformato plasticamente in una direzione radialmente esterna contro una superficie radiale (27a) di un’estremità assialmente interna del secondo anello interno (27), così da bloccare assialmente il secondo anello interno (27) contro lo spallamento radiale (45) e precaricare assialmente l’intera unità cuscinetto (20). Bearing-hub assembly according to claim 1, wherein the first tubular inner ring (24) further has: a radial surface (43) at an axially outer end, abutting axially against the flange (32) of the hub; an axial extension (28), extending in an axially internal direction, having an external cylindrical surface (44); a radial shoulder (45) facing in an axially internal direction and connected to the external cylindrical surface (44); a tubular end edge (29) plastically deformed in a radially outer direction against a radial surface (27a) of an axially inner end of the second inner ring (27), so as to axially lock the second inner ring (27) against the radial shoulder (45) and axially preload the entire bearing unit (20). 3. Gruppo cuscinetto-mozzo secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui l’interstizio cilindrico (46) à ̈ chiuso o sigillato ad una sua estremità assialmente esterna. Bearing-hub assembly according to claim 1 or 2, wherein the cylindrical gap (46) is closed or sealed at an axially external end thereof. 4. Gruppo cuscinetto-mozzo secondo la rivendicazione 3, in cui la cavità cilindrica (42) presenta una porzione (42a), assialmente più vicina alla flangia (32), accoppiata con interferenza radiale con un primo tratto (39a) della superficie cilindrica esterna (39) del mozzo, così da chiudere o sigillare l’interstizio cilindrico (46) ad una sua estremità assialmente esterna, ed una porzione (42b), assialmente più lontana dalla flangia (32), avente un diametro interno maggiore di un diametro esterno di un secondo tratto (39b) della superficie cilindrica esterna (39) del mozzo, dove il secondo tratto (39b) à ̈ assialmente più interno rispetto al primo tratto (39a), à ̈ radialmente affacciato e distanziato dalla porzione (42b) di diametro maggiore e individua con questa porzione (42b) della cavità cilindrica (42) l’interstizio cilindrico (46). 4. Bearing-hub assembly according to claim 3, wherein the cylindrical cavity (42) has a portion (42a), axially closer to the flange (32), coupled with radial interference with a first portion (39a) of the outer cylindrical surface (39) of the hub, so as to close or seal the cylindrical interstice (46) at one of its axially external extremities, and a portion (42b), axially further away from the flange (32), having an internal diameter greater than an external diameter of a second section (39b) of the external cylindrical surface (39) of the hub, where the second section (39b) is axially more internal than the first portion (39a), it is radially facing and spaced from the portion (42b) of greater diameter and identifies with this portion (42b) of the cylindrical cavity (42) the cylindrical interstitium (46). 5. Gruppo cuscinetto-mozzo secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui il primo materiale metallico à ̈ una lega d’alluminio, e il secondo materiale metallico à ̈ un acciaio per cuscinetti. 5. Bearing-hub assembly according to any one of the preceding claims, wherein the first metal material is an aluminum alloy, and the second metal material is a bearing steel. 6. Procedimento di assemblaggio di un gruppo cuscinettomozzo, comprendente le fasi di: a1) predisporre un mozzo (30) che forma, in un pezzo singolo di un primo materiale metallico, una porzione cilindrica (31) che si estende in una direzione assiale e presenta una superficie cilindrica esterna (39), ed una flangia (32) che si estende in una direzione radialmente esterna da un’estremità assialmente esterna (33) della porzione cilindrica (31), a2) predisporre un primo anello di cuscinetto interno tubolare (24), fatto di un secondo materiale metallico, che presenta una prima pista di rotolamento (25) per una prima corona (22) di elementi di rotolamento e una cavità cilindrica interna (42) estesa assialmente; b) disporre detto anello tubolare (24) attorno alla porzione cilindrica (31) del mozzo così da individuare un interstizio cilindrico (46) tra la superficie cilindrica esterna (39) del mozzo e la cavità cilindrica assiale (42) dell’anello tubolare (24) c) unire solidalmente il mozzo e l’anello tubolare (24) per mezzo di un materiale adesivo strutturale contenuto nell’interstizio (46). 6. Assembly process of a hub bearing unit, comprising the steps of: a1) prepare a hub (30) which forms, in a single piece of a first metallic material, a cylindrical portion (31) which extends in an axial direction and has an outer cylindrical surface (39), and a flange (32) extending in a radially outer direction from an axially outer end (33) of the cylindrical portion (31), a2) providing a first tubular inner bearing ring (24), made of a second metal material , which has a first rolling race (25) for a first ring (22) of rolling elements and an internal cylindrical cavity (42) extending axially; b) arrange said tubular ring (24) around the cylindrical portion (31) of the hub so as to identify a cylindrical gap (46) between the external cylindrical surface (39) of the hub and the cylindrical axial cavity (42) of the ring tubular (24) c) solidly join the hub and the tubular ring (24) by means of a structural adhesive material contained in the interstice (46). 7. Procedimento secondo la rivendicazione 6, in cui l’interstizio (46) ha un’estremità assialmente interna aperta e la fase c) à ̈ preceduta dalla fase di introdurre il materiale adesivo strutturale nell’interstizio attraverso detta estremità aperta. 7. Process according to claim 6, wherein the gap (46) has an axially internal open end and step c) is preceded by the step of introducing the structural adhesive material into the gap through said open end. 8. Procedimento secondo la rivendicazione 6 o 7, in cui la fase c) comprende la fase di orientare il mozzo (30) disponendo la porzione cilindrica (31) con l’estremità assialmente interna rivolta verso l’alto. 8. Process according to claim 6 or 7, wherein step c) comprises the step of orienting the hub (30) by arranging the cylindrical portion (31) with the axially internal end facing upwards. 9. Procedimento secondo una qualunque delle rivendicazioni da 6 a 8, in cui l’adesivo strutturale à ̈ a base di resina polimerica e la fase c) include la fase di riscaldare l’adesivo per permettere ad esso di riempire almeno parzialmente l’interstizio (46), e quindi applicare temperatura e pressione facendo polimerizzare l’adesivo in modo tale che il materiale adesivo polimerizzato sia unito solidalmente alla superficie cilindrica esterna (39) del mozzo e alla cavità cilindrica assiale (42) del primo anello interno tubolare (24). 9. Process according to any one of claims 6 to 8, in which the structural adhesive is based on polymeric resin and step c) includes the step of heating the adhesive to allow it to fill at least partially the Interstice (46), and then apply temperature and pressure making the adhesive polymerize so that the polymerized adhesive material is solidly joined to the outer cylindrical surface (39) of the hub and to the axial cylindrical cavity (42) of the first ring inner tubular (24). 10. Procedimento secondo una qualunque delle rivendicazioni da 6 a 9, in cui la fase b) include la fase di sigillare un’estremità assialmente interna dell’interstizio (46) mediante accoppiamento con interferenza radiale tra un tratto (39a) assialmente esterno della superficie cilindrica esterna (39) del mozzo ed una porzione assialmente esterna (42a) della cavità cilindrica (42). 10. Process according to any one of claims 6 to 9, wherein step b) includes the step of sealing an axially internal end of the interstice (46) by coupling with radial interference between an axially external section (39a) of the outer cylindrical surface (39) of the hub and an axially outer portion (42a) of the cylindrical cavity (42). 11. Procedimento secondo una qualunque delle rivendicazioni da 6 a 10, in cui la fase b) à ̈ preceduta dalla fase di preassemblare il primo anello interno tubolare (24) in un’unità cuscinetto (20), comprendente: un anello esterno (21) con due piste di rotolamento esterne per accogliere una prima corona assialmente esterna (22) e una seconda corona assialmente interna (23) di elementi di rotolamento, il primo anello interno tubolare (24), un secondo anello interno (27) che presenta una seconda pista di rotolamento (26) per la seconda corona (23) di elementi di rotolamento, il secondo anello interno (27) essendo montato attorno ad un prolungamento assiale (28), esteso in una direzione assialmente interna, del primo anello interno tubolare (24); due corone (22, 23) di elementi di rotolamento, un bordo di estremità tubolare (29), formato dal prolungamento tubolare (28), deformato plasticamente in una direzione radialmente esterna contro una superficie radiale (27a) di un’estremità assialmente interna del secondo anello interno (27). 11. Process according to any one of claims 6 to 10, in which step b) is preceded by the step of pre-assembling the first tubular inner ring (24) into a bearing unit (20), comprising: an outer ring ( 21) with two external raceways to accommodate a first axially external ring (22) and a second axially internal ring (23) of rolling elements, the first tubular inner ring (24), a second inner ring (27) which has a second raceway (26) for the second ring (23) of rolling elements, the second inner ring (27) being mounted around an axial extension (28), extended in a axially internal direction, of the first tubular inner ring (24); two crowns (22, 23) of rolling elements, a tubular end edge (29), formed by the tubular extension (28), plastically deformed in a radially outer direction against a radial surface (27a) of an axially inner end of the second inner ring (27). 12. Procedimento secondo una qualunque delle rivendicazioni da 6 a 10, in cui la fase c) à ̈ seguita dalle fasi di assemblare il primo anello interno tubolare (24) in un’unità cuscinetto (20), comprendente: un anello esterno (21) con due piste di rotolamento esterne per accogliere una prima corona assialmente esterna (22) e una seconda corona assialmente interna (23) di elementi di rotolamento, il primo anello interno tubolare (24), un secondo anello interno (27) che presenta una seconda pista di rotolamento (26) per la seconda corona (23) di elementi di rotolamento, il secondo anello interno (27) essendo montato attorno ad un prolungamento assiale (28), esteso in una direzione assialmente interna, del primo anello interno tubolare (24); due corone (22, 23) di elementi di rotolamento, un bordo di estremità tubolare (29), formato dal prolungamento tubolare (28), deformato plasticamente in una direzione radialmente esterna contro una superficie radiale (27a) di un’estremità assialmente interna del secondo anello interno (27).12. Process according to any one of claims 6 to 10, wherein step c) is followed by the steps of assembling the first tubular inner ring (24) into a bearing unit (20), comprising: an outer ring (21) with two outer raceways to accommodate a first axially outer ring (22) and a second axially inner ring (23) of rolling elements, the first tubular inner ring (24), a second inner ring (27) which has a second raceway (26) for the second ring (23) of rolling elements, the second inner ring (27) being mounted around an axial extension (28), extended in a axially internal direction, of the first tubular inner ring (24); two crowns (22, 23) of rolling elements, a tubular end edge (29), formed by the tubular extension (28), plastically deformed in a radially outer direction against a radial surface (27a) of an axially inner end of the second inner ring (27).
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